بانک خازنی چیست؟ صفر تا صد طراحی بانک خازنی

بانک خازنی چیست؟

بانک خازنی به مجموعه از خازن‌ها می‌گویند که به‌صورت متوالی یا موازی به سیستم برقی متصل می‌شوند. اساس کار بانک خازنی، تنظیم جریان و انرژی و تعادل توان سیستم است. وظیفه اصلی بانک خازنی در سیستم برقی، فراهم‌کردن تعادل توان است. اینجا قرار است که به طور کامل به سوال بانک خازنی چیست جواب بدهیم.

با افزایش بار برقی در سیستم، افزایش جریان و کاهش ولتاژ رخ می‌دهد. بانک خازنی با ذخیره انرژی در خازن‌ها و تأمین توان اضافی، ولتاژ را ثابت نگه می‌دارد و از کاهش ولتاژ جلوگیری می‌کند. همچنین، با افزایش توان فعال و بهبود عامل قدرت، بانک خازنی می‌تواند به بهبود عملکرد سیستم برقی کمک کند و مشکلاتی مانند تنظیم ولتاژ، کاهش تلفات قدرت و بهبود عامل قدرت را حل کند.
در واقع بانک خازنی دستگاهی است که هم تولید اکتیو و هم توان راکتیو می‌کند. یکی از انواع تابلو برق بانک خازنی است که در کارخانه‌ها و واحدهای صنعتی و مسکونی و به‌صورت کلی مورداستفاده مصرف‌کنندگان برق قرار می‌گیرد.

بانک خازنی پیش ساخته

• کاهنده مصرف برق
• رنج های مختلف بر حسب کیلووار
• بهترین قیمت بازار

خرید بانک خازنی >

 دلیل استفاده‌کردن از بانک‌های خازنی در مکان‌های مختلف، مواردی است که در زیر به آن‌ها اشاره می‌کنیم:

• اصلاح ضریب توان که باعث کاهش تلفات و صرفه‌جوئی در مصرف می‌شود.

• جبران افت ولتاژ و تنظیم ولتاژ و ثابت نگه‌داشتن آن به‌منظور جلوگیری از خسارت به دستگاه‌ها

• کاهش سطح مقطع سیم به دلیل کاهش مصرف توان راکتیو

• کاهش هزینه برق مصرفی که یکی از مهم‌ترین دلایل استفاده از بانک‌های خازنی است.

• یکنواخت کردن سطح انرژی الکتریکی

تعریف فوق، ساده‌ترین تعریفی است که از بانک‌های خازنی می‌توان ارائه داد. برای مطالعه پاسخ سؤالات زیر این مطلب را به‌صورت کامل مطالعه کنید و ویدئوهای آموزشی را مشاهده کنید.

بانک خازنی چه اجزایی دارد؟

بانک خازنی از یک تابلو برق، خازن سه فاز ، رگولاتور بانک خازنی ، کنتاکتور خازنی ، کلید ورودی ، کلید فیوز و فیلتر هارمونیک تشکیل شده است. در ادامه هریک از این اجزا را به طور خلاصه به شما معرفی می‌کنیم:

رگولاتور بانک خازنی

این رگولاتور با اهداف خاصی در تابلو برق بانک خازنی به کار گرفته می‌شود. رگولاتور به کنتاکتورهای موجود در تابلو برق دستور ورود یا خروج از شبکه را می‌دهد. این دستگاه با نمونه‌برداری از جریان ورودی به سیستم، ضریب توان شبکه قدرت را به دست می‌آورد. به همین دلیل رگولاتور بانک خازنی را به‌عنوان مغز متفکر بانک خازنی، می‌نامند. درواقع رگولاتور کنترل و مدیریت بالایی در این تابلو دارد. می‌توان گفت تمامی دستورات وصل یا قطع‌شدن در پله‌های خازنی برعهده رگولاتور است.

خازن سه فاز اصلاح ضریب قدرت

خازن‌ها تجهیزاتی هستند که با ذخیره انرژی در مواقع نیاز در مدار از آنها استفاده می‌کنند. یکی از اصلی‌ترین وظایف خازن‌ها در صنعت برق صنعتی، اصلاح ضریب قدرت است. این خازن‌ها در یک دسته‌بندی کلی به دودسته فشارضعیف و فشار متوسط تقسیم می‌شوند. از خازن‌ها به‌عنوان تنظیم و کنترل‌کننده نوسانات ولتاژ در مصرف استفاده می‌شود.

کنتاکتور خازنی

وقتی خازن به شبکه وصل می‌شود، جریان بسیار بزرگ و شدیدی از آن عبور می‌کند. این جریان باعث تخریب و خال زدن روی خازن می‌شود. همچنین ممکن است باعث تخریب پلاتین‌های کنتاکتور شود. برای جلوگیری از این اتفاق، بهترین راه‌حل استفاده از کنتاکتورهای خازنی است. این کنتاکتورها که روی خود مجموعه‌ای از کنتاکت‌های کمکی را هم دارند از طریق سیم‌های مقاومت به کنتاکت اصلی وصل می‌شوند. وقتی کنتاکت اصلی بسته می‌شود، کنتاکت‌های کمکی از مدار خارج می‌شوند. در این حالت کنتاکت اصلی کار تغذیه خازن را برعهده می‌گیرد.

کلید فیوز

 این کلید که به‌صورت دستی برای قطع و وصل کردن استفاده می‌شود، فیوزها را از مدار خارج می‌کند. این کلیدها در خارج از تابلو نصب می‌شوند. فیوزهای داخل کلید فیوز به‌راحتی قابل‌تعویض هستند و برای عوض‌کردن آنها نیازی به باز کردن بانک خازنی نیست. در واقع هدف اصلی وجود این کلید فیوزها، جلوگیری از خطرات احتمالی در شبکه‌های برق فشارضعیف است.

فیلتر هارمونیک

در واقع فیلترهای هارمونیک باعث کاهش بی‌نظمی‌های هارمونیک جریان می‌شود و جلوی ورود هارمونیک‌های ناخواسته به خازن را می‌گیرد. وجود فیلترسازی هارمونیک به کاهش مصرف توان اکتیو و افزایش ضریب توان مجموع کمک می‌کند.

در بانک‌های خازنی، تجهیزات مختلف دیگری نیز وجود دارند. در اینجا سعی کردیم مهم‌ترین آنها را معرفی کنیم. با مراجعه به مقالات بانک خازنی آکادمی تسلا کالا می‌توانید مقالات کامل را در مورد این تجهیزات مطالعه کنید.
در ویدئو زیر تمامی این تجهیزات به طور کامل به شما معرفی شده‌اند:

در ادامه وارد مباحث فنی‌تر و تخصصی‌تر می‌شویم.

توان راکتیو چیست؟

همان‌طور که در مقالات قبل گفتیم، جریان موردنیاز راه‌اندازی تجهیزات، از دو مؤلفه اکتیو و راکتیو تشکیل می‌شود.
مؤلفه اکتیو، توسط مصرف‌کننده به کار مفید تبدیل می‌شود؛ مانند حرارت در یک هیتر. واحد اندازه‌گیری این جریان آمپر (A) و توان آن، توان حقیقی (P) با وات (W) نشان داده می‌شود.
مؤلفه راکتیو نیز مؤلفه‌ای است که در ادوات القایی، شار موردنیاز را تولید می‌کند. این جریان با آمپر (A) اندازه گرفته شده، توان آن، توان راکتیو (Q) با وار (VAR) نشان داده می‌شود.
در ویدئو زیر مباحث مربوط به توان راکتیو را به طور کامل توضیح دادیم:

برای آشنایی بیشتر با توان راکتیو و چگونگی محاسبه آن، به مقاله اصلاح ضریب توان که در آکادمی تسلا کالا منتشر شده است، مراجعه کنید.

بانک خازنی چیست و چرا از آن استفاده می‌کنیم؟

ماهیت مصرف‌کننده‌های شبکه برق یا اکتیو است و یا راکتیو. وقتی که انرژی برق مصرف می‌شود و نتیجه آن برای ما ملموس است، می‌گوییم توان اکتیو از شبکه دریافت کرده‌ایم. مانند روشنایی خانه، چرخش ماشین لباسشویی، و در کارخانه‌ها صنعتی مانند عملکرد کمپرسورها و نوار نقاله‌ها و غیره.
یک نوع از انرژی هم وجود دارد که برای ما ملموس نیست. اما بدون آن هم بسیاری از تجهیزات به‌ویژه الکتروموتورها و بارهای با ماهیت سلفی، قادر به عملکرد نخواهند بود. برای مثال چرخش یک موتور نیازمند میدان مغناطیسی داخل آن است که تماماً نیازمند توان راکتیو است.
از طرفی لازم به ذکر است که شبکه برق توان اکتیو یا مفید را به ما داده و اگر توان راکتیو را از شبکه برق بخواهیم؛ چون جریان بیشتری از اداره برق مصرف می‌کنیم به همان نسبت هم باید هزینه بیشتری به اداره برق بپردازیم.

معمولاً در واحدهای صنعتی و به‌طورکلی جاهایی که مصرف‌کننده آن‌ها سلفی است، علاوه بر توان اکتیو از توان راکتیو هم استفاده میٰکند.
بانک خازنی توان راکتیو مصرفی را وارد مدار ما می‌کند. بااین‌وجود ما توان راکتیو که برای راه‌اندازی الکتروموتور نیاز داریم از شبکه برق نمی‌گیرم و توسط بانک خازن نیاز شبکه به توان راکتیو را تأمین می‌کنیم. با این کار انگار باری از دوش شبکه برق برداشته‌ایم که هم به نفع ما هست و هم به نفع اداره برق. چون هزینه قبض برقمان کاهش می‌یابد و فشار کمتری نیز بر شبکه برق اعمال می‌شود.

 ضریب توان یا ضریب قدرت یا PF در بانک خازن به چه معناست؟

برای هر مصرف‌کننده‌ای یک پارامتر به اسم ضریب توان یا ضریب قدرت و یا PF که مخفف POWER FACTOR است تعریف می‌گردد که در واقع نشان می‌دهد جریانی که از شبکه برق دریافت می‌شود (جریان ظاهری: که برآیند دو جریان اکتیو و راکتیو است) تا چه اندازه‌ای از جریان اکتیو و تا چه اندازه‌ای از جریان راکتیو تشکیل می‌شود.
ضریب توان، کسینوس زاویه بین جریان ظاهری (در محور افقی و در راستای X) و بردار جریان ظاهری است. جریان راکتیو هم در راستای محور عمودی Y است. فلذا براین‌اساس هر چه زاویه فوق‌الذکر به صفر نزدیک‌تر شود، و یا کسینوس این زاویه که همان ضریب توان است به یک نزدیک شود، به این مفهوم است که جریان ظاهری که مصرف‌کننده از شبکه می‌گیرد بسیار نزدیک به جریان اکتیو است.

آیا می شود ضریب توان یک مصرف‌کننده را تغییر داد؟

 ضریب توان، یک پارامتر ثابت برای هر مصرف‌کننده است و ما قادر به تغییر آن نیستیم. بلکه ما ضریب توانی را که شبکه از مصرف‌کننده‌ها می‌بیند، می‌توانیم بهبود بخشیم.
پس در کنار هر مصرف‌کننده، یک خازن مناسب قرار خواهیم داد تا از دید شبکه (کنتور برق) ضریب توان ما نزدیک یک باشد. ازاین‌رو شرکت‌های برق منطقه‌ای قرارداد کرده‌اند که ضریب توان‌های کمتر از ۰.۹ را مشمول جریمه کنند و هزینه توان راکتیو آن‌ها را در قالب ضریب بدی مصرف و ضریب زیان از مشترکین در قبض‌های برق دیماندی لحاظ کنند.

بانک خازنی در کجا باید نصب شود؟

برای محاسبه محل نصب و طراحی بانک خازنی، رگولاتور وارد عمل می‌شود. محل نصب بانک خازنی در عملکرد صحیح آن بسیار مهم و حائز اهمیت است توجه کنید که بانک خازنی باید بعد از کنتور برق و در نزدیک‌ترین محل به مصرف‌کننده‌ها (جهت کاهش تلفات نصب گردد) و تمام مصرف شبکه را ببیند. به این معنا که تمام مصرف ما بعد از بانک خازنی باشد.
اگر بانک ما در محل صحیحی نصب نشود به‌هیچ‌وجه عملکرد صحیحی ندارد.

انواع بانک خازنی از منظر مکانیزم جبرانسازی چگونه است؟

بانک خازنی می‌تواند به‌صورت دائم به شبکه برق ورودی کارخانه‌ها و یا سایر مصرف‌کننده‌ها متصل شود. البته به شرطی که مصرف‌کننده‌ها هم به‌صورت دائم نیازمند توان راکتیو باشند. یا به‌صورت اتوماتیک در شرایطی که مصرف توان راکتیو بالا است، خازن‌ها را در قالب پله‌های خازنی وارد شبکه نماید.
اگر بانک خازنی ما از نوع ثابت باشد، می‌تواند به‌صورت مستقیم به کلید زیر الکتروموتورها متصل شود و یا در شبکه ورودی برق مجموعه با یک حفاظت کلید فیوز، شرایط را برای قطع دستی و خارج‌کردن خازن از مدار فراهم سازیم.
اگر بانک ما اتوماتیک باشد باید پله‌بندی مناسب با مصرف‌کننده‌ها را قرار دهیم و با فرمان رگولاتور به کنتاکتورهای خازنی، خازن وارد مدار گردد.

سیم‌کشی تابلو بانک خازنی

 در نقشه مدار فرمان این تابلوها، رگولاتور، کنتاکتور و همچنین فیوز نقش اساسی را ایفا می‌کنند. در نصب فیزیکی و اتصالات کابل نکات زیر را نیز باید رعایت کرد:

• بانک خازنی باید به‌صورت تراز و روی دیوار پست‌ها نصب شود.
• محل نصب بانک خازنی باید به تابلو توزیع نزدیک باشد.
• حداقل ارتفاع کف تابلو از سطح زمین باید یک و نیم متر باشد.

نکته ضروری

هارمونیک‌ها امروزه در تمامی شبکه‌های برق وجود دارند. حتی مصرف‌کننده‌های ساده خانگی هم تا حدود ۱۰-۱۲ درصد حداقل هارمونیکی است که باید برای آن‌ها متصور شویم.
ازاین‌رو چون خازن‌ها هم به‌شدت در برابر هارمونیک‌ها ضعیف و آسیب‌پذیرند، در صورت تجاوز سطح هارمونیک‌ها از حد مجاز، باید از فیلترهای هارمونیکی استفاده کنیم.

از کجا بدانیم به بانک خازنی نیازداریم؟

باید به سه روش زیر ضریب توان مصرف‌کننده‌ها را برررسی کنیم :

1. به تفکیک هر مصرف‌کننده: که معمولاً برای الکتروموتورها همچون کاری صورت می‌گیرد. چرا که در پلاک الکتروموتورها و در مشخصات فنی آن‌ها درج می‌گردد.

2. استفاده از اطلاعاتی که در قبض برق مصرفی درج می‌گردد: که این امر هم مختص منازل و مجتمع‌های مسکونی دارای قبض‌های دیماندی و کارگاه‌ها و کارخانه‌ها صنعتی کوچک است.

3. برداشت اطلاعات شبکه: با استفاده از دستگاه پاور آنالایزر در یک بازه زمانی مشخص که دقیق‌ترین راه ممکن است.

درصورتی‌که می‌خواهید اطلاعات بیشتری در این زمینه کسب کنید مطلب چگونه هزینه برق مصرفی را کاهش دهیم را مطالعه کنید.

کتاب مفاهیم بانک خازنی

ما در آکادمی تسلا کالا کتاب مفاهیم بانک خازنی بر اساس استاندارد جهانی را برای عزیزانی که علاقه‌مند به اطلاعات بیشتری دررابطه‌با بانک خازنی هستند آماده کردیم برای دریافت این کتاب الکترونیکی به‌صورت رایگان، روی عکس زیر کلیک کنید.

انواع بانک خازنی و سایر تجهیزات برق صنعتی، در فروشگاه اینترنتی تجهیزات برق صنعتی تسلا کالا به آدرس www.teslakala.com موجود هستند. شما می‌توانید از بانک‌های  پیش‌ساخته استفاده کنید و یا با اعلام شرایط سیستم خود، بانک موردنظر و اختصاصی خود را سفارش دهید.

سوالات متداول

عموما بانک خازنی به‌صورت DC کار می‌کند یا AC؟

همان‌طور که می‌دانید خازن‌ها ولتاژ AC را ذخیره نمی‌کند؛ زیرا ولتاژ AC به‌صورت متناوب در حال تغییر جهت است. پس می‌توان نتیجه گرفت که خازن در لحظه ولتاژ DC را ذخیره می‌کند.

آیا بانک خازنی برق مصرف می‌کند؟

خود خازن به معنای سنتی مانند یک مقاومت یا دیگر ادوات برقی برق مصرف نمی‌کند. بااین‌حال در طول فرایندهای دشارژ و شارژ، یک خازن با مداری که به آن متصل است، تبادل انرژی کند.

هدف استفاده از بانک خازنی چیست؟

بانک‌های خازنی با ذخیره انرژی الکتریکی و استفاده از آن در صورت نیاز برای اصلاح تأخیر ضریب توان کار می‌کنند. این کار باعث کاهش در هزینه مصرف برق در سیستم و افزایش راندمان دستگاه می‌شود.